(57)【要約】  より小型化した状態で、噛み合いの衝撃を抑えて騒音を低下させ、衝撃による磨耗や寿命低下を抑制することのできるエンジン始動装置を得る。スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチ（３１）と、軸方向に摺動するピニオン（３０）と、プランジャの移動に伴って、オーバーランニングクラッチおよびピニオンをエンジンのリングギア方向に押し出すシフトレバーと（６０）、ピニオンと噛み合い、スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギア（９０）とを備え、ピニオンは、軸方向に複数に分割された複数のピニオンギアを有する。
2011138905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータモータと、
前記スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、
前記オーバーランニングクラッチと一体的に前記出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、
キースイッチがＯＮされることで吸引されるプランジャの移動に伴って、前記オーバーランニングクラッチおよび前記ピニオンをエンジンのリングギア方向に押し出すシフトレバーと、
前記シフトレバーにより押し出された前記ピニオンと噛み合い、前記スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギアと
を備えたエンジン始動装置において、
前記ピニオンは、前記軸方向に複数に分割された複数のピニオンギアを有する
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記複数のピニオンギアのそれぞれは、前記リングギアと噛み合う部分に面取り形状を有する
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記複数のピニオンギアの中で、前記リングギアと最初に衝突する１番目のピニオンギアの質量を最軽量とする
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエンジン始動装置において、
前記シフトレバーにより押し出された前記ピニオンを前記リングギアと噛み合う位置で止めるストッパと
前記ピニオンと前記リングギアとの軸方向での衝突、および前記ピニオンと前記ストッパとの衝突を緩和するために、前記ピニオンに設けられた衝突緩和部材と
をさらに備え、
前記複数のピニオンギアのそれぞれの前記軸方向の幅と、前記ピニオンが前記ストッパと衝突した際の前記緩衝材の変形後における前記軸方向の幅との合計幅が、前記リングギアの前記軸方向の幅に対して小さくなるように、前記緩衝材が選定される
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動時のスタータにおける衝撃緩和による低騒音化を図るためのエンジン始動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジン始動装置では、ピニオンとリングギアとが噛み合う際の、それぞれの歯面の角度が合っていないときの衝突の衝撃緩和を図るために、ピニオンを押し出した力で、リングギアにピニオンが押し付けられないように、バネ等によりピニオンが移動できる構造としていた。【０００３】
噛み合う際にピニオンのみが移動できることで、衝突時のエネルギーはピニオンのみの重量エネルギーの換算となり、衝突エネルギーも低下させることができる。また、ピニオンの移動可能範囲において、ピニオンが噛み合い可能な位置まで回転できるようにすることで、噛み合いを円滑に行い、騒音、強度、耐久性を向上させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
このように、従来のエンジン始動装置においては、ピニオンとストッパとが衝突する際の衝撃を緩和するために、ピニオン部に緩衝材（もしくは緩衝させるスプリング）を配置しているが、これにより、その緩衝材の厚み分全長が長くなり、部品点数も多くなっていた。【０００６】
さらに、アイドリングストップ対応のエンジンスタータは、エンジン再始動を敏速に実施することが求められている。そして、このような要求仕様に対して、エンジンが停止してエンジンの回転が完全に停止する前に、ドライバーによるエンジン再始動要求が行われた場合にも、リングギアとピニオンを噛み合わせることが行われる。【０００７】
さらに、完全に静止したあとにも、始動を早めるために、始動する前に事前にピニオンとリングギアを、アイドリングストップ中に噛み合わせることも行われる。従って、その際の噛み合わせ音は、エンジン停止中の低騒音中に実施されるため、噛み合う際の騒音の問題がさらに重要になる。すなわち、アイドリングストップ中にもリングギアとピニオンとの衝突音の抑制、およびストッパとピニオンとの衝突音の抑制を実施する必要がある。この結果、軸方向の全長は、さらに長くなってしまう。【０００８】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、より小型化した状態で、噛み合いの衝撃を抑えて騒音を低下させ、衝撃による磨耗や寿命低下を抑制することのできるエンジン始動装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジン始動装置は、スタータモータと、スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、オーバーランニングクラッチと一体的に出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、キースイッチがＯＮされることで吸引されるプランジャの移動に伴って、オーバーランニングクラッチおよびピニオンをエンジンのリングギア方向に押し出すシフトレバーと、シフトレバーにより押し出されたピニオンと噛み合い、スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギアとを備えたエンジン始動装置において、ピニオンは、軸方向に複数に分割された複数のピニオンギアを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るエンジン始動装置によれば、ピニオンギアを軸方向に複数に分割することで、ピニオンとリングギアの衝突時のピニオンからの初期衝突エネルギー低減することにより、より小型化した状態で、噛み合いの衝撃を抑えて騒音を低下させ、衝撃による磨耗や寿命低下を抑制することのできるエンジン始動装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置の分解図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置をエンジンに取り付けた際の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるピニオン部の構成部品の分解図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置で、押し出されたピニオン部がリングギアに衝突、または噛み合うときの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２におけるピニオン部の構成部品の分解図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるエンジン始動装置で、ピニオンギアがリングギアに衝突したときの断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３におけるピニオン部の構成部品の分解図である。
【図８】本発明の実施の形態３におけるエンジン始動装置で、ピニオンギアがリングギアに衝突したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のエンジン始動装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置の分解図である。図１に示す本実施の形態１におけるエンジン始動装置は、モータ駆動力部１０、軸２０、ピニオン部３０、吸引コイル部４０、プランジャ５０、レバー６０、ブラケット７０、およびストッパ８０で構成されている。
【００１４】
モータ駆動力部１０は、エンジンを始動する。軸２０は、モータの出力軸側と結合し、減速ギア部を有している。ピニオン部３０は、軸２０とヘリカルスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと一体化されており、軸方向に摺動することができる。
【００１５】
吸引コイル部４０は、スイッチをＯＮすることでプランジャ５０を吸引する。レバー６０は、吸引によるプランジャ５０の移動を、ピニオン部３０に伝達する。ブラケット７０は、モータ駆動力部１０、軸２０、およびピニオン部３０からなるそれぞれの部品を、ピニオンが移動した際のストッパ８０を介してエンジン側に固定している。
【００１６】
図２は、本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置をエンジンに取り付けた際の断面図である。エンジン始動を行う場合は、スイッチがＯＮされると、リレー接点が閉じ、吸引コイル部４０の吸引コイル４１に電流が流れて、プランジャ５０が吸引される。プランジャ５０が吸引されると、レバー６０が引き込まれて、レバー６０が回転する。回転したレバー６０において、プランジャ５０とは反対側の端部が、ピニオン部３０を押し出し、その結果、軸２０のスプラインに沿って、ピニオン部３０が回転しながら押し出される。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態１におけるピニオン部３０の構成部品の分解図である。ピニオン部３０は、オーバーランニングクラッチ３１、軸芯３２、緩衝材３３、ピニオンギア３４、および保持部品３５を備えて構成されている。
【００１８】
ここで、ピニオンギア３４は、３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃに分割されている。なお、図３に示す構成では、ピニオンギア３４ａが最初にリングギア９０と衝突するため、以下の説明では、１番目のピニオンギア３４ａと称する。また、緩衝材３３は、３つの緩衝材３３ａ、３３ｂ、３３ｃで構成され、図３に示すように、３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃと、３つの緩衝材３３ａ、３３ｂ、３３ｃとが交互に配置されている。
【００１９】
オーバーランニングクラッチ３１は、軸２０とヘリカルスプライン結合されている。軸芯３２は、オーバーランニングクラッチ３１と３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃとを連結し回転力を伝えるための溝が掘られている。３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃのそれぞれは、軸方向に沿って移動できる溝が掘られている。
【００２０】
そして、３つの緩衝材３３ａ、３３ｂ、３３ｃのそれぞれは、３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃが、軸の移動方向に設けられた保持部品３５に押し当てられる際に、衝突緩和部材としての役割を果たす。
【００２１】
また、押し出されたピニオン部３０の３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、リングギア９０に噛み合うが、その際、互いの噛み合いの歯は、回転方向に３２の軸芯とのガタ分が衝突しながら噛み合うこととなる。このようなピニオンギア３４とリングギア９０との噛み合いの際にも、ピニオン部３０に設けられた３つの緩衝材３３ａ、３３ｂ、３３ｃが変形する。この結果、ピニオン部３０とリングギア９０との衝突エネルギーは、３つのピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃの衝突エネルギーのみとなり、衝突が緩和されることとなる。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態１におけるエンジン始動装置で、押し出されたピニオン部がリングギアに衝突、または噛み合うときの断面図である。押し出されたピニオン部３０は、３分割されたピニオンギア３４のうちの１番目のピニオンギア３４ａが、噛み合いの歯が回転方向にずれている分を衝突させながら、リングギア９０と、噛み合う。
【００２３】
その際には、１番目のピニオンギア３４ａと２番目のピニオンギア３４ｂとの間にある１番目の緩衝材３３ａが軸方向に変形する。衝突の瞬間のピニオン部３０とリングギア９０の衝突エネルギーは、１番目のピニオンギア３４ａの衝突エネルギーのみとなることで、衝突は緩和される。
【００２４】
その後、２番目のピニオンギア３４ｂのエネルギー、３番目のピニオンギア３４ｃのエネルギーと、オーバーランニングクラッチ部３１のエネルギーは、各間にある２番目の緩衝材３３ｂ、３番目の緩衝材３３ｃを通して、時間を遅らせてエネルギーが伝達され、１番目のピニオンギア３４ａからリングギア９０に伝達される。
【００２５】
従って、初期衝突によって振動しているリングギア９０に対して、押さえ込むようなエネルギーが噛み合いにより衝突される結果となり、リングギア９０の振動の大きさは、ピニオン部３０全体を一気に衝突させる場合よりも、小さくなる。このように、ピニオンギア３４を分割することで、ピニオン部３０とリングギア９０との衝突による騒音を低減することができる。
【００２６】
なお、ピニオンギア３４を分割することで、１番目のピニオンギア３４ａから３番目のピニオンギア３４ｃまでが、順番にリングギア９０に噛み合いにいくことになる。この結果、ピニオンギア３４が複数になることで、回転方向の回転ガタにより、噛み合いにくくなる。
【００２７】
しかしながら、このような問題は、２番目のピニオンギア３４ｂおよび３番目のピニオンギア３４ｃにも面取り形状をつくることによって、回避することができる。すなわち、ピニオンギア３４を分割するとともに、それぞれに面取り形状を設ける構成とすることで、複数のピニオンギア３４ａ〜３４ｃ間のガタによる回転方向のずれを利用して、回転方向の噛み合い不具合を回避しながら、ピニオンギア３４がリングギア９０に挿入しはじめてから、ピニオンギア３４が完全に噛み合うまでの挿入速度を低減することができる。この結果、噛み合い中の騒音を低減することが可能となる。
【００２８】
このような構造での、ピニオンギア間に用いられる緩衝材は、常にリングギア９０とピニオンギア３４とが噛み合うだけの小さなものにしなくてはならない。すなわち、複数のピニオンギア３４ａ〜３４ｃの軸方向の幅と、各ピニオンギアが衝突した際の緩衝材３３ａ〜３３ｃの変形後の寸法の合計が、リングギア９０の軸方向の幅よりも小さいことにより、複数のピニオンギアがリングギア９０に完全に噛み合っていることが必要である。
【００２９】
しかしながら、初期衝突エネルギーは、１番目のピニオンギア３４ａの質量に依存するものであり、問題なく緩衝材を小型化することができ、複数のピニオンギア３４ａ〜３４ｃがリングギア９０に完全に噛み合った状態とすることができる。
【００３０】
以上のように、実施の形態１によれば、ピニオンギアと緩衝材とが複数に分割された構成を備えることで、エンジン始動時のリングギアとピニオンの衝突の騒音を低減することができる。さらに、ピニオン間のガタを利用することで、軸方向の全長を大きくすることなく、小型化も可能となる。さらに、緩衝材による衝撃緩和によってピニオンとリングギアとの磨耗が低減でき、摩耗による寿命低下を抑制することができる。
【００３１】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２におけるピニオン部３０の構成部品の分解図である。ピニオン部３０は、オーバーランニングクラッチ３１、軸芯３２、緩衝材３３、３分割されたピニオンギア３４ａ〜３４ｃ、および保持部品３５を備えて構成されている。本実施の形態２における図５に示した構成は、先の実施の形態１における図３で示した構成と比較すると、１つの緩衝材３３のみを用いており、ピニオンギア間の緩衝材をなくしている点が異なっている。
【００３２】
このように、各ピニオンギア間を、直接、接触させて、ピニオンギア３４全体をストッパ８０に押し付けるための緩衝材３３（スプリングバネ３３）を備える構成とすることによっても、先の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態２におけるエンジン始動装置で、ピニオンギア３４ａがリングギア９０に衝突したときの断面図である。ピニオンギア３４ａがリングギア９０に衝突した際には、１番目のピニオンギア３４ａと２番目のピニオンギア３４ｂとの間のエネルギーの伝達は、部品が分割されていることで遅れる。さらに、３分割されたピニオンギア３４ａ、３４ｂ、３４ｃで構成されるピニオンギア３４の全体も、スプリングバネ３３の変形によって移動でき、衝突によるエネルギーを吸収することができる。
【００３４】
以上のように、実施の形態２によれば、ピニオンギアを複数に分割し、緩衝材は１つとした構成を備えることで、先の実施の形態１と比較して部品点数の軽減を図った上で、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３におけるピニオン部３０の構成部品の分解図である。ピニオン部３０は、オーバーランニングクラッチ３１、軸芯３２、緩衝材３３、２分割されたピニオンギア３４ａ、３４ｂ、および保持部品３５を備えて構成されている。本実施の形態３における図７に示した構成は、先の実施の形態１における図３あるいは先の実施の形態２における図５で示した構成と比較すると、１つの緩衝材３３を２つのピニオンギア３４ａ、３４ｂの間に用いるとともに、１番目のピニオンギア３４ａの質量を、２番目のピニオンギア３４ｂの質量よりも軽くしている点が異なっている。
【００３６】
図８は、本発明の実施の形態３におけるエンジン始動装置で、１番目のピニオンギア３４ａがリングギア９０に衝突したときの断面図である。ピニオンギア３４ａがリングギア９０に衝突した際には、１番目のピニオンギア３４ａと２番目のピニオンギア３４ｂとの間のエネルギーの伝達は、部品が分割されていることで遅れるとともに、スプリングバネ３３の変形によって、衝突によるエネルギーが吸収される。
【００３７】
従って、衝突した瞬間は、軽量化されている１番目のピニオンギア３４ａのエネルギーが、リングギア９０に伝達されることとなり、このような構造によっても、部品点数を増やすことなく、衝撃緩和による騒音低減が可能となる。さらに、１番目のピニオンギア３４ａを他のピニオンギアよりも軽量化することで、初期の衝突エネルギーを低減することができる。
【００３８】
以上のように、実施の形態３によれば、ピニオンギアを２つに分割し、その間に緩衝材を設けた構成を備えることで、先の実施の形態１、２と比較して部品点数の軽減を図った上で、先の実施の形態１、２と同様の効果を得ることができる。さらに、リングギアと最初に衝突するピニオンギアの質量を軽量化することで、初期の衝突エネルギーを低減することができ、さらなる衝撃緩和による騒音低減が可能となる。
【００３９】
なお、上述した実施の形態１〜３では、ピニオンギアを２分割あるいは３分割した場合について説明したが、分割数はこれに限らず、これ以外であっても、複数に分割することにより、同様の効果を得ることが可能である。
【図１】
2011138905.tif 000003
【図２】
2011138905.tif 000004
【図３】
2011138905.tif 000005
【図４】
2011138905.tif 000006
【図５】
2011138905.tif 000007
【図６】
2011138905.tif 000008
【図７】
2011138905.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月21日(2012.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタータモータと、
前記スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、
前記オーバーランニングクラッチと一体的に前記出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、
キースイッチがＯＮされることで吸引されるプランジャの移動に伴って、前記オーバーランニングクラッチおよび前記ピニオンをエンジンのリングギア方向に押し出すシフトレバーと、
前記シフトレバーにより押し出された前記ピニオンと噛み合い、前記スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギアと
を備えたエンジン始動装置において、
前記ピニオンは、前記軸方向に複数に分割された複数のピニオンギアを有し、
前記複数のピニオンギアのそれぞれは、前記軸方向に移動できる溝が設けられており、前記溝に沿って前記軸方向に移動でき、
前記複数のピニオンギアの中で、前記リングギアと最初に衝突する１番目のピニオンギアの質量を最軽量とする
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン始動装置において、
前記複数のピニオンギアのそれぞれは、前記リングギアと噛み合う部分に、前記溝とピニオンギアとの間にできる回転方向のガタ分に応じた面取り形状を有する
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン始動装置において、
前記シフトレバーにより押し出された前記ピニオンを前記リングギアと噛み合う位置で止めるストッパと
前記ピニオンと前記リングギアとの軸方向での衝突、および前記ピニオンと前記ストッパとの衝突を緩和するために、前記ピニオンに設けられた衝突緩和部材と
をさらに備え、
前記複数のピニオンギアのそれぞれの前記軸方向の幅と、前記ピニオンが前記ストッパと衝突した際の前記緩衝材の変形後における前記軸方向の幅との合計幅が、前記リングギアの前記軸方向の幅に対して小さくなるように、前記緩衝材が選定される
ことを特徴とするエンジン始動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係るエンジン始動装置は、スタータモータと、スタータモータの出力軸側にスプライン結合されたオーバーランニングクラッチと、オーバーランニングクラッチと一体的に出力軸上を軸方向に摺動するピニオンと、キースイッチがＯＮされることで吸引されるプランジャの移動に伴って、オーバーランニングクラッチおよびピニオンをエンジンのリングギア方向に押し出すシフトレバーと、シフトレバーにより押し出されたピニオンと噛み合い、スタータモータの回転力が伝達されることでエンジンを始動するリングギアとを備えたエンジン始動装置において、ピニオンは、軸方向に複数に分割された複数のピニオンギアを有し、複数のピニオンギアのそれぞれは、軸方向に移動できる溝が設けられており、溝に沿って軸方向に移動でき、複数のピニオンギアの中で、リングギアと最初に衝突する１番目のピニオンギアの質量を最軽量とするものである。
【国際調査報告】
2011138905.tif 000011
2011138905.tif 000012
2011138905.tif 000013
2011138905.tif 000014
2011138905.tif 000015
2011138905.tif 000016
2011138905.tif 000017
2011138905.tif 000018